Scienza

La nascita del respiro

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Ogni genitore può ben ricordare l’emozione e la gioia provata nel momento in cui suo figlio è venuto al mondo. Eppure, per quanto la memoria possa essere potenziata dalle emozioni, un particolare potrebbe essere sfuggito. Qualche meccanismo misterioso ma assolutamente perfetto si attua nel neonato, sfuggendo all’attenzione di molti.
di Nicola Ciarfaglia

Una domanda da porsi per riuscire a comprendere l’importanza di questo evento a noi sconosciuto è: come è possibile che un individuo che cresce e si sviluppa all’interno di un liquido (quindi in una zona in cui è impossibile la respirazione) al momento del parto riesca a sopravvivere all’esterno, in una zona ricca di aria?

Qualcosa di importante accade nel neonato, un passaggio senza il quale quest’ultimo non può sopravvivere. Per riuscire a spiegare ciò che avviene è fondamentale analizzare:

1.     la circolazione che caratterizza ognuno di noi in età adulta;

2.   la differente circolazione che caratterizza il feto, nel momento in cui è ancora nell’utero materno.

La circolazione sanguigna è un processo vitale per ogni essere vivente poiché permette l’approvvigionamento di ossigeno e nutrienti ad ogni parte del nostro organismo. Questo meccanismo è in atto sin dal primordiale embrione e successivamente nel feto che si sviluppa durante una gravidanza.

Circolazione in età adulta

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In un individuo adulto, il sangue deossigenato, tramite la vena cava inferiore e superiore, proviene dalla periferia al cuore (in particolare all’atrio destro) e passa nel ventricolo destro per poi essere trasferito, tramite le arterie polmonari, nei polmoni, in cui verrà ossigenato. Da qui, il sangue ricco di ossigeno giungerà nell’atrio sinistro, che lo passerà al ventricolo sinistro, e sarà trasportato, tramite l’aorta, in tutto l’organismo.



Circolazione fetale

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samasgildae.it

Durante la gestazione, il feto si sviluppa nella cavità amniotica piena di liquido (in viola nell’immagine), il che fa sì che i polmoni siano pieni di tale liquido. Proprio per questo, nel nuovo individuo, non può essere attiva la circolazione che prevede l’ossigenazione del sangue a livello polmonare. I vasi sanguigni presenti nei polmoni del feto sono caratterizzati da resistenze vascolari particolarmente elevate che impediscono un eccessivo afflusso di sangue. Il sangue nei polmoni, durante il periodo fetale, ha solo funzione trofica, cioè è sufficiente solo a garantire le sostanze nutrienti, fondamentali per la sopravvivenza delle cellule che compongono tale organo, ma non adeguato a far sì che venga messo in moto il meccanismo della respirazione polmonare (anche se siamo in presenza di un individuo che ha già formato tutti i sistemi vascolari tipici di un adulto).

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Tuttavia l’ossigeno arriva al feto tramite la vena ombelicale, presente nel cordone ombelicale che, a sua volta, è connesso con la placenta (struttura direttamente in contatto con l’utero materno). La vena ombelicale, tramite il dotto venoso (o dotto di Aranzio), entra in contatto direttamente con la vena cava inferiore. In questo modo, tramite la vena cava inferiore, il sangue ossigenato, insieme al sangue deossigenato, sarà trasportato nell’atrio destro del cuore (a differenza di ciò che accade nell’uomo adulto in cui la vena cava inferiore trasporta solo sangue deossigenato). Questo particolare è di fondamentale importanza, perché il sangue ossigenato, tramite una piccola estroflessione presente nel punto in cui la vena cava inferiore si immette nell’atrio destro, sarà indirizzato verso il complesso del forame ovale.

Ma come è strutturato il “complesso del forame ovale”?

·       Septum primum: struttura flessibile che presenta, nella sua conformazione finale, un’apertura apicale, l’ostium secundum.

·       Septum secundum: struttura rigida posta dinanzi il septum primum, su cui arriva il sangue dell’atrio destro, che presenta un foro in posizione basale.

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fr.wikipedia.org

Il complesso del forame ovale, nel suo funzionamento, prevede la possibilità che la membrana flessibile possa muoversi e allontanarsi nel momento in cui l’atrio destro si contrae. A seguito di questo movimento, le due aperture possono essere attraversate dal sangue che defluisce dall’atrio destro all’atrio sinistro (non essendo addossati i due septum.) Nel momento in cui si ha la contrazione dell’atrio sinistro invece, la membrana flessibile (septum primum) si addosserà alla membrana rigida e quindi i due fori, non essendo collineari, non permetteranno il passaggio di sangue nel verso opposto.

Nel feto questa struttura permette la comunicazione tra atrio destro e sinistro del cuore. Questa è di fondamentale importanza perché il sangue ossigenato, che proviene dal cordone ombelicale, deve essere messo in circolo senza passare nel ventricolo destro. Tramite il forame, infatti, il sangue ossigenato passa nell’atrio sinistro per poi cadere, a seguito della contrazione atriale, nel ventricolo sinistro. Da qui passerà nell’aorta e sarà diffuso in tutte le parti dell’organismo.

Che percorso farà, nel feto, il sangue non ossigenato che arriva nell’atrio destro tramite la vena cava superiore e inferiore?

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sportellocuore.it

Così come avviene nell’individuo adulto, si immetterà, per contrazione dell’atrio destro, nel ventricolo destro da cui passerà, per contrazione ventricolare, nel tronco polmonare. Quest’ultimo forma due ramificazioni, le arterie polmonari. Da qui si evince che le strutture necessarie per la circolazione sono già presenti nel feto. In questo caso però, il sangue deossigenato arriverà nei polmoni, tramite le arterie polmonari, solo in piccola parte.
Sappiamo che i polmoni nel feto non sono funzionalmente attivi, per tanto nella vita fetale ci sarà una struttura (il dotto arterioso o di Botallo) che raccoglierà gran parte del sangue circolante nel tronco polmonare per immetterlo nell’aorta, tramite la quale sarà espulso dal feto.

In questo modo, tutto il sangue deossigenato arriverà nelle ramificazioni terminali dell’aorta (le arterie iliache) le quali entrano in contatto con le arterie ombelicali. Queste ultime trasporteranno il sangue povero di ossigeno nella placenta per far sì che esso venga riossigenato. Questo meccanismo permette la sopravvivenza del feto nel liquido della cavità amniotica, senza l’uso dei polmoni. Fin quando il feto è in contatto, tramite il cordone ombelicale, con la placenta, questa circolazione sarà attiva.

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Cosa accade al momento del parto?

Con il taglio del cordone ombelicale, il sangue ossigenato non arriva più dalla placenta e di conseguenza il dotto venoso degenera divenendo un legamento venoso non funzionale. Proprio la mancanza di sangue ossigenato, proveniente dalla placenta tramite il cordone ombelicale, farà sì che il neonato attivi la circolazione polmonare. Fondamentale è dare il tempo al neonato di apprendere la condizione nuova in cui si trova, prima di tagliare il cordone, rispettando i tempi fisiologici del bambino. Infatti, in caso di taglio prematuro del cordone, il nascituro risulterebbe costretto ad attivare la respirazione a causa della carenza di sangue ossigenato, il che potrebbe comportare anche rischi per la sua sopravvivenza.

Con l’attivazione della circolazione polmonare le resistenze vascolari, presenti a livello delle arterie polmonari, cadono e il sangue defluisce in gran quantità nei polmoni venendo ossigenato. Il suo arrivo nei vasi sanguigni dei polmoni porterà conseguentemente ad una diminuzione del sangue che passava nel dotto arterioso, causandone la regressione.

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Quale sarà, invece, il destino del forame ovale che permetteva la comunicazione tra atrio destro e sinistro? Come ben sappiamo in un individuo adulto i due atri non sono in contatto tra loro. Il sangue, arrivando in gran quantità nei polmoni, giungerà di conseguenza in quantità elevate anche nell’atrio sinistro. Quindi, in questa zona del cuore, la pressione aumenta e l’unico septum flessibile, che poteva muoversi, viene compresso sul septum rigido. L’adesione delle due strutture porterà così alla chiusura delle due cavità (poiché non collineari). I septum si fonderanno completamente generando un’unica struttura che dividerà i due atri, il setto interatriale.

L’ex attaccante barese, Antonio Cassano, soffriva proprio di una patologia chiamata “forame ovale pervio”, che è dovuta ad una mancata chiusura della struttura che separa i due atri. L’attivazione della circolazione polmonare permette il primo respiro e quindi il primo pianto in risposta ad un ambiente del tutto nuovo in cui il neonato si trova catapultato.

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